沸石濾料

沸石濾料是一種新型無毒的淨水濾料,主要做吸附劑使用,在城市污水處理及工業廢水處理中有著重要的套用。

一、沸石濾料分類

沸石是一種極性物質,是極性很強的吸附劑,對極性分子和不飽和分子有機物,如鹵代烴有很強的吸附效果,對非極性分子中極化率大的分子也有較高的選擇吸附優勢。沸石濾料目前有兩種:天然斜發沸石濾料和活化沸石濾料

1.天然斜發沸石濾料

天然沸石是鋁矽酸鹽類礦物,外觀呈白色或磚紅色,屬弱酸性陽離子交換劑,經人工導入活性組分,使其具有新的離子交換或吸附能力,吸附容量也相應增大。主要用於中小型鍋爐用水的軟化處理,以除去水中的鈣、鎂離子,從而減少鍋爐內水垢的生成,減輕水測金屬的腐蝕,延長鍋爐的使用壽命。在廢水處理中,可用於除去水中的磷和鉛以及六價鉻。失效後的沸石可用於濃鹽水逆流再生後重複使用。
天然斜發沸石理化性能指標:
比重 g/cm32.0 ~ 2.6含泥量 %≤1.0
容重 g/cm31.6水分 %≤1.5
磨損率 %≤1.0鈉離子交換
能力 g/cm
≥800

2.活化沸石濾料

活化沸石是天然沸石經過多種特殊工藝活化而成,其吸附性能比天然沸石更強,離子交換性能也更好,不僅能去除水中的濁度、色度、異味,而且對水中有害的重金屬,如:鉻、鎘、鎳、鋅、汞、鐵離子及有機物:酚、六六六、滴滴涕、三氮、氨氮、磷酸根離子等物質具有吸附交換作用,也有利於去除水中各種微污染物且水浸出液不含有毒,有害人體物質,去除水中鐵、氟效果更為顯著。因此活化沸石是工業給水、廢水處理及自來水過濾的新型理想濾料。
活化沸石濾料性能分析:
密度 g/cm31.8 ~ 2.2濾速 m/h4 ~ 12
容重 g/cm31.4磨損率 %<0.5
空隙率 %≥50破碎率 %<1.0
比表面積 m2/g500 ~ 800含泥量 %<1.0
鹽酸可溶率 %≤0.1全交換工作容量 mg/g2.2 ~ 2.5
 

二、沸石濾料的化學成份及礦物類型

SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOCaOMnONaOK2O
68.600.1012.431.210.130.812.570.061.082.83
LOSP2O5SiO2/Al2O3沸石含量(%) 原岩種類沸石類型
10.00.019.3350~70凝灰岩、角礫凝灰岩斜發沸石

三、沸石濾料的技術指標

1.吸附性能

比表面積(m2/g):122~355;對SO2的吸附容量為47~58.2ml/g。

2.陽離子交換性能:

NH4+交換容量 (mmol/100g)
最高 最低 一般或平均 :150 109 127.58
K+交換容量(mg/100g)
最高 一般或平均:18.75 13.19

3.催化性能

沸石具有較大比表面積,有較好的晶化性能,經甲苯歧化催化試驗證明,改型後的沸石製作甲苯歧化催化劑是可行的,對二甲苯異構化都具有較高的催化活化性。

4.耐酸耐熱性能

耐酸性能:在90℃保溫四小時,鹽酸濃度為1N時沸石沒破壞;鹽酸濃度2N時沸石部分破壞。
耐熱性能:250℃時,晶格略有變化;500℃時,晶格基本破壞;750℃時,晶格完全破壞;實驗證明,其晶格破壞溫度為250~500℃,灼燒時間為4小時。

四、沸石濾料的使用與分析

用沸石作為BAF濾料可以有效地去除COD、氨氮和濁度、試 驗條件的最佳水力負荷為2.2m/h (水力停留時間為1.4h)、此時對COD、氨氮和濁度的去除率分別為73.9%、88.4%和96.2%、相應的出水平均濃度分別為43.4mg/L、3.5mg/L和3.7 NTU、可以達到國家環保總局、天津大學提出的冷卻回用水水質建議值(|||)中相關指標的要求。
採用沸石和砂濾料作為BAF濾料處理紡織廢水。細胞計數結果表明、沸石濾料上生長的亞硝化單胞菌和硝化菌的數量分別為3.0×108和2.2×109 CFU/mL.而砂濾料上生長的數量分別是4.5×108和6.5×108 CFU/mL.從硝化菌的數量來上看,沸石濾料上更適宜微生物的硝化作用,另外從對有機物和TKN的去除來看、以沸石為濾料的BAF的效果要好於以砂為濾料的BAF。採用沸石作為濾料的BAF可使紡織廢水的COD去除率達86%~92%、BOD去除率達99%,色度去除率在77%-79%,這是由於自然沸石濾料的比表面積大於砂濾料,宜於微生物的附著,且沸石濾料的離子交換能力強,能夠吸附水中的NH4+,而適宜環境的硝化菌的大量生長,使NH4+轉化為硝酸鹽。
粒徑可根據需要製作,水流流態好、過濾周期長、反衝洗容易進行、截污能力強。

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